加强绿色环氧混合纳米复合材料CNF/GNP的水浸行为
J Yusuf1, S M Sapuan1, Umer Rashid2
1Advanced Engineering Materials and Composites Research Centre (AEMC), Department of Mechanical and Manufacturing Engineering, Universiti Putra Malaysia, 43400 UPM Serdang, Selangor, Malaysia.
International journal of biological macromolecules
|May 31, 2025
概括
这项研究探讨了水的吸收如何影响绿色环氧纳米复合材料与纤维素纳米纤维 (CNF) 和石墨烯纳米板块 (GNP). GNP提高了耐水性和机械性能,显示了耐用性和耐湿性电子材料的潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 环境问题推动了对可持续纳米复合材料的需求.
- 现有的纳米复合材料往往受水阻力较差的影响,限制了它们的应用.
- 绿色环氧纳米复合材料提供了一个可持续的替代品,但需要性能优化.
研究的目的:
- 为了研究吸水对绿色环氧纳米复合材料的性能的影响.
- 评估纤维素纳米纤维 (CNF) 和石墨烯纳米板块 (GNP) 对抗水性和机械性能的影响.
- 了解CNF和GNP在增强材料性能方面的协同效应.
主要方法:
- 绿色环氧纳米复合材料被制造出不同低负载的CNF和GNP (0.1,0.25,0.5%).
- 材料经历了15天的浸水,随后进行了接触角度,XRD,Raman,FESEM,机械和热导电性测试.
- 使用XRD,Raman和FESEM证实了纳米粒子的存在和分散.
主要成果:
- 石墨烯纳米板块 (GNP) 显著提高了耐水性 (接触角度为90.04°),而纤维素纳米纤维 (CNF) 增加了水友性 (80.26°).
- 水的吸收导致硬度增加了46.6%,GNP增强了冲击和拉伸/弹性强度 (400-800MPa).
- 复合材料表现出良好的导热性 (10-30 W/m·K),并且由于CNF/GNP的协同作用,由于CNF/GNP的协同作用而保持了高达300°C的完整性.
结论:
- 填充剂类型和分散极大地影响绿色环氧纳米复合材料的吸收湿度和整体性能.
- 通过 π-π 堆叠及其二维结构,GNP 增强了接口粘合和机械性能.
- 这些发现表明,有可能开发先进的耐湿纳米复合材料,用于苛刻的应用,特别是在电子行业.
